Solar Tracking Array Cooker for Sustainable Cooking in Developing Regions

Abstract

Solkoking tilbyr et bærekraftig og sundt alternativ til tradisjonell biomassekoking som medfører utslipp av skadelig forurensning og bidrar til avskoging. Utviklingen og analysen av «ganged heliostat» solkokeren har som mål å fjerne begrensningene tradisjonelle solkokere har ved å innfri kravene til adopsjon i utviklingsland. Disse kravene inkluderer muligheten til å lage mat når som helst, rask tilberedningstid, egnethet for innendørs bruk, brukervennlighet med minimalt krav til opplæring, og sosial aksept.

Denne solkokeren baseres på et eksisterende konsept: «ganged heliostat», som kombineres med sfæriske gir for å dirigere en gruppe sammenkoblede speil mot et forhåndsbestemt brennpunkt. Tre aktuatorer brukes for å posisjonere rutenettet så det følger solen og konsekvent retter lysstråler mot det samme brennpunktet. Det automatiserte sporingssystemet, kombinert med muligheten til å velge et forhåndsbestemt brennpunkt, gjør det mulig å plassere kokeplaten innendørs mens solkokeren er utendørs, samt å kombinere solkoking med tradisjonell biomassekoking. Da dette ligner nåværende matlagingspraksiser, vil det kunne lette overgangen til solkoking. Denne framgangsmåten søker å tilby en mer brukervennlig og allsidig løsning, og fremme positive holdninger til solkokingsteknologi.

Innledende prototyper har demonstrert gjennomførbarheten til «ganged heliostat» solkokeren. Den har et bevegelsesområde som spenner fra 5 til 175 grader, og krever bare én enkel justering ved middagstid for å reposisjoners. Speilene oppnådde en presisjonsvinkel innenfor 2,395 grader, men dette viste seg å være utilstrekkelig da betydelige mengder sollys bommet på målområdet. Videre forbedringer er nødvendige for å øke varmeeffektivitet og mekanisk presisjon. Ved å tilby en bærekraftig og brukervennlig løsning for matlaging, kan denne teknologien bidra til å ta vare på naturen og bedre helseforholdene i samfunn som er avhengige av biomasse for matlaging.

Solar cooking offers a sustainable and healthier alternative to traditional biomass cooking, which contributes to deforestation and emits harmful pollutants. The development and analysis of the ganged heliostat solar cooker aim to overcome the limitations of traditional solar cookers by meeting the essential requirements for adoption in developing countries. These requirements include, the ability to cook food at any time, quick cooking times, suitability for indoor use, ease of use with a minimal learning curve, and social acceptance and familiarity.

This solar array cooker employs a decades-old concept, the ganged heliostat, combined with spherical gears to redirect a group of interconnected mirrors to a predetermined focal point. With the use of three actuators to position the positioning grid to track the sun, consistently directing light beams to the same focal point. The automated tracking system, combined with the ability to select a predetermined focal point, allows for the combination of traditional biomass cooking as well as making it possible to place the collector area outdoors while the cooking hob remains indoors. Accommodating current cooking practices and facilitating a smoother transition to solar cooking. This approach seeks to improve perceptions of solar cookers by offering a more user-friendly and versatile solution, promoting positive attitudes towards solar cooking technology.

Initial prototypes have demonstrated the feasibility of the ganged heliostat solar cooker. The cooker's range of motion spans from 5 degrees to 175 degrees, requiring a single adjustment at midday to reposition it. The mirrors achieved a precision angle within 2.395 degrees, but this was insufficient, causing significant amounts of sunlight to miss the target hob. Further refinements are necessary to enhance heat efficiency and mechanical precision. By providing a sustainable and user-friendly cooking solution, this technology has the potential to impact environmental preservation and improve health outcomes in communities reliant on biomass for cooking.